[vsesdal]
Количество страниц учебной работы: 2,7
Содержание:
Индивидуальное домашнее задание по физике № 6
«Дифракция. Поляризация»
Вариант № 25
1. На щель шириной 12 мкм падает нормально монохроматический свет. Определить длину волны, если угол между первоначальным направлением пучка света и направлением на шестую тёмную полосу равен 19°.
3. Плоско-поляризованный монохроматический свет падает на поляроид и полностью гасится. Когда на пути луча поместили кварцевую пластинку, то интенсивность света после поляроида стала равна половине интенсивности падающего света. Определить минимальную толщину пластинки. Постоянная вращения кварца 48,9 град/мм.
Учебная работа № 188379. Контрольная Дифракция. Поляризация. Вариант № 25
Выдержка из похожей работы
Дифракция света
…..Френеля: Световая
волна, возбуждаемая каким-либо источником, может быть представлена как
результат суперпозиции когерентных вторичных волн, излучаемых фиктивными
источниками.
В отличие от принципа Гюйгенса,
когда мы следили за фронтом распространяющейся волны, с помощью принципа
Гюйгенса-Френеля мы в выбранной точке рассматриваем сложение волн от различных
источников.
Различают дифракцию Фраунгофера и
дифракцию Френеля. Дифракцией Фраунгофера называют дифракцию в параллельных
лучах. Остальные виды дифракции – это дифракции Френеля.
1. Метод зон Френеля
Рассмотрим распространение света от
точечного источника в рамках теории Гюйгенса-Френеля. Попутно выясним, почему
свет распространяется прямолинейно.
Заменим действие источника S действием фиктивных источников,
расположенных на вспомогательной поверхности Ф. Разобьем поверхность Ф на зоны
такого размера, чтобы расстояния от краев зоны до М отличались на λ/2.
.
Для такого разбиения
проведем из точки М сферы радиусами
.
Это приведет к разбиению
фронта волны на зоны, которые называются зонами Френеля. Соседние зоны гасят
друг друга. Результирующая амплитуда в точке М
,
где и
т.д. – амплитуды колебаний, возбужденных порознь 1-й, 2-й и т.д. зонами, –
амплитуда результирующих колебаний. Величина амплитуды зависит от
площади m-й зоны и угла между внешней нормалью
к поверхности зоны в какой-либо ее точке и прямой, направленной из этой точки в
точке М.
Оценим амплитуды
различных колебаний. Для этого рассмотрим сферический сегмент высоты hm. Другие обозначения показаны на
рисунке.
Из рисунка следует
,
или, учитывая условия λ
<< a и λ << b, получим выражение для высоты
сферического сегмента
.
Для радиуса внешней
границы m - ой зоны Френеля получим
.
Общее число зон Френеля
очень велико (~ 105), поэтому можно использовать приближение
.
Тогда для результирующей
амплитуды колебаний в точке М получим
.
Итак, амплитуда,
создаваемая сферической волновой поверхностью, равна половине амплитуды,
создаваемой одной центральной зоной. Если учесть, что интенсивность излучения
пропорциональна квадрату амплитуды, то вклад одной центральной зоны в четыре
раза превосходит вклад всей волновой поверхности. В частности, если на пути
распространения света поставить непрозрачный экран с маленьким отверстием,
равным первой зоне Френеля, то яркость света в точке М увеличится в 4 раза
(довольно неожиданный результат).
Для усиления
освещенности в точке М создают специальные зонные пластинки с затененными
нечетными зонами Френеля. При этом интенсивность света в точке М возрастает во
много раз. Такие зонные пластинки выступают как собирающие линзы.
Радиус центральной зоны
Френеля сравнительно мал (при см, см,
мм).
Распространение света от S
к М происходит так, будто световой поток распространяется внутри очень узкого
канала вдоль SM, т.е. прямолинейно.
2. Дифракция на
отверстии, диске и щели
Существуют различные формы
проявления и наблюдения дифракции: на границах различных сред, на отверстиях и
щелях, на различных препятствиях. В частности, рассеяние света в неоднородных
средах (туман, запыленность и пр.), молекулярное рассеяние (голубой цвет неба)
объясняются дифракцией света. Рассмотрим простейшие способы наблюдения
дифракции.
Дифракция на круглом
отверстии. Разместим на пути сферической волны экран с круглым отверстием.
Сферическая волна, распространяющаяся из точечного источника S, встречает на своем пути экран с круглым отверстием радиуса .
Дифракционную картину наблюдаем на экране в точке В, лежащей на линии,
соединяющей S с центром отверстия. Здесь b
- расстояние от вершины волновой поверхности до точки В, а - радиус волновой
поверхности.
Вид дифракционной
картины зависит от числа зон Френеля, укладывающихся в отверстии. Для амплитуды
в точке В имеем
,
где знак + соответствует
нечетным зонам, а минус - четным. В окрестности точки В имеем чередующиеся
кольца. В зависимости от т в точке В может быть светлое или темное пятно. При
п...